устройство транспортирования

Формула изобретения

1. Устройство (10) транспортирования, выполненное с возможностью перемещения вдоль поверхности, включающее в себя:

два внешних элемента (30) захвата и внутренний элемент (40) захвата, расположенный между двумя внешними элементами (30) захвата, причем каждый элемент захвата выполнен с возможностью перемещения между расширенным по окружности положением, в котором внешний периметр элемента захвата смещается от центра элемента таким образом, что при использовании он примыкает, по меньшей мере, к части поверхности, и сжатым по окружности положением, в котором внешний периметр элемента захвата перемещен в направлении центра элемента таким образом, что он смещается от поверхности;

движущие элементы (20, 22), предусмотренные между соседними элементами захвата, причем каждый движущий элемент имеет два противоположных конца и выполнен с возможностью перемещения между продольно раздвинутым положением, в котором его концы разведены друг от друга; и продольно сжатым положением, в котором его концы смещены в направлении друг к другу;

движущие элементы (20, 22) и элементы захвата, выполненные с возможностью последовательного перемещения движущих элементов (20, 22) и элементов (30, 40) захвата, обеспечивая перистальтическое передвижение устройства (10) транспортирования относительно поверхности;

отличающееся тем, что два внешних элемента (30) захвата установлены неподвижно относительно друг друга, и внутренний элемент (40) захвата может перемещаться между двумя внешними элементами (30) захвата.

2. Устройство (10) транспортирования по п.1, в котором концы движущего элемента (20, 22) закреплены на элементах (30,40) захвата.

3. Устройство (10) транспортирования по п.2, в котором внешние элементы (30) захвата соединены друг с другом с помощью удлиненного соединительного элемента (34), и внутренний элемент (40) захвата установлен с возможностью скольжения на удлиненном соединительном элементе (34).

4. Устройство (10) транспортирования по п.3, в котором удлиненный соединительный элемент (34) выполнен в форме вала или стержня, поперечное сечение которого выполнено, по существу, круглым.

5. Устройство (10) транспортирования по п.4, в котором внутренний элемент (40) захвата установлен на муфте, выполненной с возможностью скольжения по удлиненному соединительному элементу (34).

6. Устройство (10) транспортирования по любому из предыдущих пунктов, в котором внешние элементы (30) захвата образуют пару внешних элементов (30) захвата, которые работают одновременно таким образом, что оба внешних элемента (30) захвата одновременно находятся в расширенном или сжатом по окружности положениях.

7. Устройство (10) транспортирования по п.6, в котором два движущих элемента (20, 22) выполнены с возможностью работы в обратной взаимозависимости, причем один из движущих элементов находится в раздвинутом положении, в то время как другой находится в сжатом положении.

8. Устройство (10) транспортирования по п.7, в котором, по меньшей мере, один элемент захвата выполнен в форме раздвигаемых по окружности сильфонов.

9. Устройство (10) транспортирования по п.7, в котором, по меньшей мере, один движущий элемент выполнен в форме раздвигаемой по окружности воздушной подушки или эластичного баллона.

10. Устройство (10) транспортирования по любому из пп.8 или 9, в котором движущие элементы работают как пневматические устройства.

11. Устройство (10) транспортирования по п. 10, в котором, по меньшей мере, один движущий элемент выполнен в форме продольно раздвигаемых сильфонов.

12. Устройство (10) транспортирования по п.10, в котором, по меньшей мере, один из движущих элементов (20, 22) выполнен в форме продольно раздвигаемой воздушной подушки или эластичного баллона.

13. Устройство (10) транспортирования по любому из пп.11 или 12, в котором движущие элементы (20, 22) работают как пневматические устройства.

14. Устройство (10) транспортирования по п.13, включающее в себя систему управления, выполненную с возможностью регулирования пневматической текучей среды для избирательного перемещения элементов (20, 22) захвата и движущих элементов, для обеспечения перистальтического движения устройства (10) транспортирования.

15. Устройство (10) транспортирования по п.14, включающее в себя вспомогательный элемент захвата, причем вспомогательный элемент захвата расположен за пределами одного из внешних элементов (30) захвата и выполнен съемным с устройства транспортирования, таким образом, чтобы его можно было избирательно оставлять позади, когда устройство (10) транспортирования удалено с поверхности, по которой оно перемещалось.

16. Устройство (10) транспортирования по п.15, в котором вспомогательный элемент захвата выполнен с возможностью удержания объекта.

17. Устройство (10) транспортирования по п.16, в котором объект представляет собой заряд взрывчатого вещества.

18. Устройство (10) транспортирования по п.17, в котором поверхность, вдоль которой перемещается устройство (10) транспортирования, представляет собой удлиненный проход.

19. Устройство (10) транспортирования по п.18, в котором проход выполнен в форме рудоспуска.

20. Способ установки заряда взрывчатого вещества внутри удлиненного прохода, включающий в себя следующие этапы:

- предоставляют устройство (10) транспортирования, выполненное согласно любому из пп.1-19;

- устанавливают заряд взрывчатого вещества на конце устройства (10) транспортирования;

- перемещают устройство (10) транспортирования внутри рудоспуска;

и

- обеспечивают перемещение устройства (10) транспортирования внутри рудоспуска в соответствии со способом работы устройства (10) транспортирования.

21. Способ по п.20, включающий в себя следующие этапы:

- размещают заряд взрывчатого вещества на вспомогательном элементе захвата, который помещен на конце устройства (10) транспортирования;

- смещают вспомогательное устройство захвата в расширенное положение после того, как будет достигнуто выбранное местоположение внутри рудоспуска; и

- отсоединяют вспомогательное устройство захвата от остального устройства (10) транспортирования таким образом, что устройство (10) транспортирования можно удалить в то время, как вспомогательное устройство захвата и заряд взрывчатого вещества, таким образом, остаются в рудоспуске.

Приоритет: 12.10.2005 по пп.1-21.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству транспортирования и, более конкретно, но не исключительно к перистальтическому устройству транспортирования, пригодному для перемещения внутри удлиненного прохода при транспортировании взрывчатого заряда.

Уровень техники

Часто возникает потребность в транспортировании объекта внутри или вдоль удлиненного прохода, который не пригоден для входа человека, ввиду ограничения размера или соображений безопасности. Эта ситуация, например, возникает при горных разработках, когда образуется затор в рудоспуске.

Рудоспуск представляет собой проход, просверленный между параллельными верхним и нижним туннелями в шахте. При использовании руду выгружают с верхнего конца рудоспуска, который продолжается вниз от нижней стенки верхнего туннеля. Нижний конец рудоспуска, продолжающийся вверх от нижней стенки нижнего туннеля, закрыт с помощью стальной двери, которая обеспечивает, таким образом, накопление руды в рудоспуске. Когда это требуется, дверь открывают для загрузки руды в ходе одной операции в грузовики, расположенные ниже нижнего отверстия рудоспуска. Такая конфигурация позволяет эффективно удалять руду в среде, в которой не хватает места, поскольку было бы трудно, если вообще возможно, загружать руду в грузовик, расположенный в том же туннеле, где находится руда.

Упомянутый выше способ хорошо работает, но время от времени рудоспуск блокируется, будучи забитым рудой. Учитывая свойство такого блокирования, рудоспуск обычно открывают путем прочистки рудоспуска взрывом, используя, таким образом, заряд взрывчатого вещества, который разрушает, таким образом, образовавшую затор руду.

Множество способов использовалось ранее для загрузки взрывчатого заряда в рудоспуск. В одном примере человек заползает в рудоспуск и проталкивает взрывчатые заряды в направлении заблокированного места затора, используя специально разработанную тележку. В другом варианте взрывчатым зарядом выстреливают в рудоспуск, используя устройство-катапульту, работающее от сжатого воздуха. В обоих случаях взрывчатый заряд затем детонирует, после эвакуации человека, занятого в этой операции. Однако в обоих случаях требуется существенное, выполняемое вручную вмешательство, и этот способ также не обеспечивает требуемый уровень управления при работе с взрывчатыми веществами. Эти способы поэтому были объявлены не безопасной практикой при ведении горных разработок органами, занимающимися проблемами безопасности.

Более безопасный вариант состоит в использования радиоуправляемых транспортных средств для перевозки взрывчатого заряда в рудоспуск. Однако рудоспуски часто расположены под крутым уклоном, что делает использование таких радиоуправляемых устройств непрактичным, поскольку они теряют сцепление с дорогой под крутым углом наклона.

Ввиду отсутствия эффективных по затратам, но безопасных решений этой проблемы, предпочтительный вариант часто состоит в том, что рудоспуск оставляют в заблокированном состоянии и сверлят новый рудоспуск рядом с заблокированным рудоспуском. Следует понимать, что таким образом теряется ценная руда, и значительные затраты возникают при сверлении новых рудоспусков.

Задача изобретения

Соответственно задача настоящего изобретения состоит в создании устройства транспортирования, которое, по меньшей мере, частично, устраняет упомянутые выше недостатки и/или обеспечивает полезную альтернативу существующим устройствам транспортирования, используемым для аналогичных вариантов применения.

Сущность изобретения

Устройство транспортирования, пригодное для перемещения вдоль поверхности и транспортирования заряда взрывчатого вещества, включающее в себя:

движущий элемент, имеющий два противоположных конца, причем движущий элемент выполнен с возможностью перемещения между продольно раздвинутым положением, в котором его концы отведены друг от друга; и

продольно сжатым положением, в котором его концы смещены в направлении друг другу;

внешний элемент захвата и внутренний элемент захвата, причем каждый элемент захвата выполнен с возможностью перемещения между расширенным по окружности положением, в котором внешний периметр элемента захвата смещен от центра элемента таким образом, что при использовании он примыкает, по меньшей мере, к части поверхности; и

сжатым по окружности положением, в котором внешний периметр элемента захвата смещен в направлении центра элемента, таким образом, что он удален от поверхности;

причем, по меньшей мере, один конец движущего элемента примыкает, по меньшей мере, к одному из элементов захвата, и движущий элемент, и элементы захвата выполнены с возможностью последовательного смещения движущего элемента и элементов захвата, обеспечивая перистальтическое передвижение устройства транспортирования относительно поверхности.

Предпочтительно, движущий элемент зажат между двумя элементами захвата таким образом, что концы движущего элемента, по меньшей мере, частично примыкают к элементам захвата.

Предусмотрено, что два конца движущего элемента соединены с элементами захвата, и, в качестве альтернативы, концы движущих элементов только примыкают к элементам захвата.

В предпочтительном варианте воплощения устройство транспортирования может включать в себя два движущих элемента, расположенных с противоположных сторон внутреннего элемента захвата, при этом два внешних элемента захвата расположены на свободных концах движущих элементов.

Два внешних элемента захвата могут быть неподвижными относительно друг друга, и внутренний элемент захвата может перемещаться между двумя внешними элементами захвата. Предпочтительно, внешние элементы захвата могут быть соединены друг с другом с использованием удлиненного соединительного элемента, и внутренний элемент захвата может быть расположен с возможностью скольжения на удлиненном соединительном элементе.

Удлиненный соединительный элемент может быть выполнен в форме круглого вала или стержня, и внутренний элемент захвата может быть установлен на муфте, выполненной с возможностью скольжения по этому валу или стержню.

Предпочтительно, внешние элементы захвата формируют пару внешних элементов захвата, работающих совместно таким образом, что оба внешних элемента захвата одновременно находятся в расширенном или сжатом положении по окружности. Предпочтительно, два движущих элемента выполнены с возможностью работы в обратной взаимозависимости, причем один движущий элемент находится в выдвинутом положении, в то время как другой находится в сжатом положении.

Предусмотрено выполнение элементов захвата в форме смещаемых по окружности сильфонов, и в качестве альтернативы, элементы захвата выполнены в форме расширяемых по окружности воздушных подушек или эластичных баллонов. Предпочтительно элементы захвата работают на пневматическом принципе.

Также предложено выполнять движущие элементы в форме продольно удлиняющихся сильфонов, и в качестве альтернативы, движущие элементы могут быть выполнены в форме продольно удлиняющихся воздушных подушек или эластичных баллонов. Предпочтительно, движущие элементы работают на пневматическом принципе.

Устройство транспортирования дополнительно включает в себя систему управления, выполненную с возможностью регулирования пневматической текучей среды для избирательного смещения элементов захвата и движущих элементов, для обеспечения перистальтического движения устройства транспортирования.

В дополнительном варианте воплощения изобретения устройство транспортирования может включать в себя вспомогательный элемент захвата, причем вспомогательный элемент захвата расположен снаружи одного из внешних элементов захвата и может быть выполнен съемным с устройства транспортирования таким образом, что он остается позади, когда устройство транспортирования возвращают в его исходное положение.

Вспомогательный элемент захвата также может быть выполнен с возможностью удержания объекта.

Объект может представлять собой заряд взрывчатого вещества, и поверхность, вдоль которой движется устройство транспортирования, может представлять собой удлиненный проход в виде рудоспуска.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения предложен способ работы устройства транспортирования такого типа, как описан выше, причем способ включает в себя следующие этапы:

- смещают внешний элемент захвата в расширенное положение, в то время как поддерживают внутренний элемент захвата и движущий элемент в сжатом положении; и

- смещают движущий элемент в раздвинутое положение для перемещения внутреннего элемента захвата от внешнего элемента захвата.

Внутренний элемент захвата впоследствии может быть смещен в расширенное положение, и внешний элемент захвата может быть смещен в сжатое положение, что обеспечивает возможность перемещения внешнего элемента захвата в направлении внутреннего элемента захвата, когда движущий элемент перемещают в сжатое положение.

Способ также включает в себя дополнительные этапы:

- смещают внешний элемент захвата в расширенное положение; и

- смещают внутренний элемент захвата в сжатое положение для возврата устройства транспортирования в исходное состояние, в котором может начаться следующий рабочий цикл.

В предпочтительном варианте воплощения, в котором устройство транспортирования включает в себя два внешних элемента захвата и два движущих устройства, внешние элементы захвата могут перемещаться одновременно. В данном варианте воплощения способ может включать в себя этап одновременного перемещения одного движущего элемента в сжатое положение, когда другой движущий элемент смещен в расширенное положение.

Движущие элементы и элементы захвата предпочтительно перемещают путем регулирования потока пневматической текучей среды в движущие элементы и элементы захвата и из них.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения предложен способ размещения заряда взрывчатого вещества внутри удлиненного прохода, включающий в себя следующие этапы:

- предусматривают устройство транспортирования, как описано выше;

- устанавливают заряд взрывчатого вещества на конце устройства транспортирования;

- помещают устройство транспортирования внутри рудоспуска; и

- обеспечивают движение устройства транспортирования внутри рудоспуска в соответствии со способом работы устройства транспортирования, как описано выше.

Способ может дополнительно включать в себя следующие этапы:

- размещают заряд взрывчатого вещества на вспомогательном элементе захвата, который расположен на конце устройства транспортирования;

- смещают вспомогательное устройства захвата в расширенное положение после того, как будет достигнуто выбранное местоположение внутри рудоспуска; и

- отсоединяют вспомогательное устройство захвата от остального устройства транспортирования таким образом, что устройство транспортирования может быть удалено в то время, как вспомогательное устройство захвата и переносимый с его помощью заряд остаются в рудоспуске.

Краткое описание чертежей

Один вариант воплощения изобретения описан в виде не ограничительного примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в поперечном сечении устройства транспортирования в соответствии с изобретением;

фиг.2а-2h - схема последовательности работы устройства транспортирования внутри рудоспуска, в результате которой устройство перемещается вдоль рудоспуска; и

фиг.3 - вид сбоку в разрезе устройства транспортирования на фиг.1, включающего в себя вспомогательный элемент захвата, предназначенный для перемещения и установки заряда взрывчатого вещества.

Подробное описание изобретения

Как показано на чертежах, на которых одинаковыми номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые элементы, не ограничивающий пример устройства транспортирования в соответствии с изобретением обозначен номером 10 ссылочной позиции.

Устройство 10 транспортирования, которое адаптировано для перемещения вдоль поверхности и, более конкретно, вдоль рудоспуска, включает в себя два внешних элемента 30 захвата, которые установлены неподвижно относительно друг друга, и внутренний элемент 40 захвата расположен между двумя внешними элементами 30 захвата и выполнен подвижным относительно внешних элементов 30 захвата. Два внешних элемента 30 захвата соединены друг с другом с помощью удлиненного соединительного средства 34, которое выполнено в форме трубы, жесткого стержня или вала. Внутренний элемент 40 захвата расположен на муфте 44, которая установлена с возможностью скольжения на соединительном средстве 34 для обеспечения возможности перемещения со скольжением внутреннего элемента 40 захвата относительно двух внешних элементов 30 захвата.

Каждый элемент 30 или 40 захвата может перемещаться между расширенным по окружности положением, в котором внешний периметр 32 или 42 элемента захвата смещается от центра элемента, таким образом, что при использовании увеличивается максимальный размах элемента захвата, обеспечивая его прижим, по меньшей мере, к части поверхности, на которой его используют, и сжатым по окружности положением, в котором внешний периметр 32 или 42 элемента захвата смещается в направлении центра элемента 30 или 40 для уменьшения максимального размаха элемента захвата, в результате чего элемент захвата отводится от поверхности, на которой он используется. В этом варианте воплощения элементы захвата выполнены в форме работающих пневматически сильфонов или компенсаторов. Однако предусматривается возможность использования множества разных устройств, включающих в себя пневматические или гидравлические эластичные баллоны или воздушные подушки.

Устройство 10 транспортирования также включает в себя два движущих элемента, 20 и 22, предназначенных для использования для привода в движение устройства транспортирования так, чтобы оно перемещалось вдоль поверхности, на которой его используют. Каждое движущее устройство 20 или 22 имеет противоположные концы 24, и перемещается между продольно удлиненным положением, в котором эти концы смещены друг от друга, и продольно сжатым положением, в котором эти концы смещаются в направлении друг к другу. Концы 24 движущих элементов 20 и 22 выполнены с возможностью избирательного примыкания к внутреннему 40 и внешнему 30 элементам захвата, когда движущие элементы 20 и 22 перемещаются в направлении продольно расширенных положений. Движущие элементы 20 и 22 могут перемещаться относительно удлиненного соединительного средства 34, продолжающегося между двумя внешними элементами 30 захвата. В данном варианте воплощения движущие элементы выполнены в форме работающих пневматически сильфонов или компенсаторов. Однако предусматривается возможность использования множества других устройств, включая пневматические или гидравлические эластичные баллоны или воздушные подушки.

Устройство 10 транспортирования сообщается с возможностью подачи потока с источником 50 сжатого воздуха, и система 52 управления регулирует поток сжатого воздуха в различные элементы захвата и движущие элементы, и из них, обеспечивая перистальтическое движение, как более подробно описано ниже.

Рабочий цикл устройства 10 транспортирования описан со ссылками на фиг.2а-2h. На фиг.2а устройство транспортирования находится в нерабочем положении, в котором внутренний элемент 40 захвата, а также внешние элементы 30 захвата, которые представляют собой первый внешний элемент 35 захвата и второй внешний элемент 36 захвата, находятся в сжатом положении. Первый 35 и второй 36 внешние элементы 30 захвата работают как пара и находятся в одинаковых положениях в течение рабочего цикла устройства 10 транспортирования. Первый движущий элемент 20 находится в сжатом положении, в то время как второй движущий элемент 22 находится в расширенном положении. Устройство 10 транспортирования теперь может быть загружено в удлиненный проход 12, в котором предполагается его использовать, который в данном случае представляет собой рудоспуск, когда элементы захвата находятся в сжатом положении устройство транспортирования можно вставить в рудоспуск 12 так, что оно не полностью примыкает к стенке 14 рудоспуска 12. Устройство 10 транспортирования соединено с источником сжатого воздуха (не показан) через систему управления (не показана), система управления выполнена с возможностью регулировать поток воздуха в элементы захвата и движущие элементы для обеспечения перистальтического движения, как описано ниже.

На фиг.2b внешние элементы 30 захвата смещены в расширенные по окружности положения так, что их периметры 32 примыкают к стенкам 14 рудоспуска 12, фиксируя, таким образом, устройство 10 транспортирования внутри рудоспуска 12. Первый движущий элемент 20 теперь смещен в расширенное положение, в то время как второй движущий элемент 22 смещен в сжатое положение, заставляя, таким образом, двигаться внутренний элемент 40 захвата от первого внешнего элемента 35 захвата ко второму внешнему элементу 36 захвата, как показано на фиг.2с. На фиг.2d внутренний элемент 40 захвата перемещен в расширенное положение так, что его периметр 42 примыкает к стенке 14 рудоспуска 12. Внешние элементы 30 захвата теперь можно сместить в сжатые положения, поскольку положение устройства 10 транспортирования теперь удерживается с помощью внутреннего элемента 40 захвата. После того как внешние элементы 30 захвата будут сжаты, как показано на фиг.2е, первый движущий элемент 20 переводят в сжатое положение, в то время как второй движущий элемент 22 переводят в расширенное положение. В результате внешние элементы 30 захвата перемещаются относительно внутреннего элемента 40 захвата, который на данной фазе остается неподвижным относительно стенки 14 рудоспуска 12, как показано на фиг.2f. После того как внешние элементы 30 захвата будут перемещены относительно внутреннего элемента 40 захвата, внешние элементы захвата переводят в расширенное положение, показанное на фиг.2g. Внутренний элемент 40 захвата теперь переведен в сжатое положение, поскольку внешние элементы захвата 30 теперь удерживают положение устройства 10 транспортирования в рудоспуске 12. Устройство 10 транспортирования, таким образом, переместилось вдоль рудоспуска 12 на расстояние, равное рабочему ходу движущих устройств 20 и 22, и эта последовательность операций может повторяться. Таким образом, благодаря последовательному перемещению различных элементов захвата и движущих элементов, устройство транспортирования перемещается вдоль рудоспуска в виде последовательности перистальтических расширений и сжатий.

Как показано на фиг.3, устройство 10 транспортирования также может включать в себя вспомогательное устройство 60 захвата. Вспомогательное устройство 60 захвата съемно соединено с одним концом устройства 10 транспортирования и выполнено с возможностью надежного удержания заряда взрывчатого вещества. Когда достигается определенное местоположение, вспомогательный элемент 60 захвата смещают в раздвинутое положение так, что он соединяется со стенками 14 рудоспуска 12. Вспомогательный элемент 60 захвата теперь может быть отключен от устройства 10 транспортирования, и устройство 10 транспортирования может быть удалено из рудоспуска 12. Таким образом, вспомогательный элемент 60 захвата будет уничтожен после детонации заряда взрывчатого вещества, но большая часть устройства 10 транспортирования будет сохранена. Также предусмотрена возможность использования устройства транспортирования даже без каких-либо зарядов взрывчатого вещества, и в этом случае оно может использоваться как соскабливающее устройство или трамбовочное устройство, пригодное для удаления препятствия любого типа из любого удлиненного прохода.

Следует понимать, что приведенное выше описание представляет собой только один вариант воплощения изобретения, и что возможно множество вариантов в деталях, без выхода за пределы сущности и объема изобретения. Например, может использоваться только один внешний и один внутренний элементы захвата, с одним движущим элементом, соединенным с обоими этими элементами, для обеспечения движения вперед. Кроме того, любое количество элементов захвата и/или движущих элементов можно использовать, в зависимости от конкретного варианта применения и величины требуемой силы тяги.

Также предусмотрено множество разных вариантов использования, помимо использования в горнодобывающей среде, как описано выше. Например, устройство можно использовать для перемещения в любом проходе, например в здании, где вмешательство человека может быть небезопасным из-за пожара, в условиях строительства или из-за возможного присутствия взрывчатых веществ. В этом случае на устройстве может быть, например, установлена камера. Кроме того, устройство также можно использовать в средах, в которых присутствуют воспламеняющиеся газы, что делает использование роботов или других электрических устройств не безопасным из-за риска возникновения электрических дуг и/или искр, которые воспламеняют газы.